瓦因—马修斯—莫莱学说

✍ dations ◷ 2025-04-26 13:24:44 #瓦因—马修斯—莫莱学说

瓦因—马修斯—莫莱学说(英语:Vine-Matthews-Morley hypothese),也称为 Morley-Vine-Matthews 学说,是一个对大陆漂移和板块构造的海底扩张理论的关键科学验证。 根据此学说,能计算大洋中脊处的板块运动速率, 并记录海底扩张时,海洋地壳地磁场方向的逆转历史。

Harry Hess于1960年提出海底扩张学说(1962年发表). 但 “海底扩张”一词由地球物理学家罗伯特•迪茨 (Robert S. Dietz) 于 1961 年提出。 根据赫斯的说法,海底是由地幔的对流在大洋中脊处陆续形成的,新溢出的洋壳推离旧的洋壳由洋脊并向外扩散。 地球物理学家 Frederick John Vine 和加拿大地质学家 Lawrence W. Morley 分别单独地认识到,如果 Hess 的海底扩张理论是正确的,那么大洋中脊周围的岩石应该显示出对称的磁化反转模式。 Morley 于1963二月及四月投文给 Nature和 Journal of Geophysical Research, 但都被拒绝登刊。Vine 和他在剑桥大学的博士生导师 Drummond Hoyle Matthews 却在 1963 年 9 月率先发表了该理论。 当时因为 海底扩张、地磁反转和剩磁等这些假设仍未被广泛接受。所以有些地质学家对该文亦有保持怀疑。Vine-Matthews-Morley 学说描述了洋壳的磁场反转。 Cox 及其同事(1964 年)在测量陆地熔岩的剩磁时,进一步证明了这一假设。 沃尔特•C•皮特曼 (Walter C. Pitman) 和 J.R. Heirtzler,在太平洋-南极的洋中脊两侧发现磁异常剖面非常对称,提供了进一步的证据.

瓦因—马修斯—莫莱学说将海底的对称磁场型式与磁极反转联系起来。 在大洋中脊,新的洋壳是由岩浆的注入、挤压和凝固形成的。 岩浆通过居里点冷却后,洋壳中磁性矿物的磁化方向与当前地磁场矢量平行。 一旦完全冷却,这些方向就会被锁定在洋壳中,并且它会被永久磁化。 洋中脊处的岩石圈的形成被认为是连续和对称的,当新的洋壳侵入到分离板块边界时,旧洋壳在洋中脊的两侧被均等地横向推移。 因此,当磁极反转发生时,与当前地磁场相比,洋中脊洋两侧的旧洋壳将包含剩余相反磁化的记录。 当磁力计拖曳在海底上方(靠近底部、海面或空中),拖曳在海底上方(靠近底部、海面或空中)时,就会测出的正(高)或负(低)磁力异常,记录着地球的磁化历史 。通常在正常磁化洋壳上有正磁异常,在反转洋壳上有负磁异常。 短波长的局部异常也有,但与测深有关。 大洋中脊上的磁异常在下列地区最为明显;高磁纬度、在远离磁赤道的所有纬度上南北走向的洋中脊, 或在磁赤道上附近的东西走向的洋中脊。

地壳中的剩磁强度大于后期感应磁化强度。 因此,磁异常的形状和幅度主要由地壳中的主要剩余矢量控制。但是现代磁力计所测量的磁场是磁异常和地球磁场的縂和。此外,地球磁场矢量比磁异常场强得多。因此测量的位置会影响使用磁力计测量时异常的形状。

在高纬度地区被磁化的地壳,其磁斜角较陡。 在赤道地区,地球的磁场矢量是水平的,因此在那里磁化的地壳的磁斜角也是水平对齐。 在这里,扩张脊的方向影响磁异常的形状和幅度。 当扩张脊呈东西向排列且磁剖面为南北向时,影响磁异常的矢量分量最大。

该学说毋庸置疑地将海底扩张和地磁极反转联系起来。 在该学说研究的早期,陆地岩石只有一小段被用于的研究磁极反转记录。 但这也足以计算过去 700,000 年来的洋中脊的扩散率。 后期发现洋中脊的广阔侧翼都呈现海洋磁异常。 若在这些洋中脊侧面的洋壳中钻取岩心,亦确定海洋磁异常的年代。 这又可反过来预测的地磁异常时间尺度。 最终结合了陆地和海洋数据,创建出将近 2 亿年的地磁极反转历史。

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